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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Waschen,
Reinigen und Säubern unter
Verwendung von druckbeaufschlagten oszillierenden Flüssigkeitsstrahlen
zur Entfernung von Partikeln, Flüssigkeiten,
Gelen, Ölen,
Fetten und mikrobischen Organismen von Objekten.
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Kurze Beschreibung der
verwandten Technik
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Das
Reinigen von Objekten, das Waschen der Haut und das Säubern von
Wunden ist in der Vergangenheit die Aufgabe zahlreicher Erfindungen
gewesen. Das Reinigen von Objekten, insbesondere, wenn es das Waschen
von menschlichen und tierischen Körperteilen und menschlicher
und tierischer Haut zum Zweck der Reduzierung von Krankheitserregern
betrifft, die auf andere Objekte oder Parteien übertragen werden können, ist
für die
medizinische, chirurgische und lebensmittelverarbeitende Industrie
von kritischem Interesse. Die Möglichkeit
zur Entfernung von Krankheitserregern, wie etwa zum Beispiel sowohl
von transienten Escherichia coll (E, coll)-, Salmonellen- als auch
residenten Staphylococcus aureus-Krankheitserregern,
ist für
die Minimalisierung der Übertragung
solcher Bakterien von kritischer Bedeutung. Transiente Mikroorganismen werden
im Allgemeinen auf der Oberfläche
der Haut gefunden und werden durch den Umgang mit rohem Fleisch
und von zuvor verunreinigten Oberflächen aufgelesen und werden
im Allgemeinen leicht durch eine beliebige Zahl von Waschtechniken
abgewaschen. Die residenten Mikroorganismen, die sich in den Poren
und Falten der Haut und dem Gewebe eingebettet finden, lassen sich
im Allgemeinen nicht leicht entfernen. S. aureus findet sich auf über 30 Prozent
aller Erwachsenen (Miller et al., „A Field Study Evaluating
the Effectiveness of Different Hand Soaps and Sanitizers", Dairy, Food and
Environmental Sanitation, Bd. 14, Nr. 3, März 1994). Schnellimbissrestaurants
sind insbesondere für
die Verbreitung solcher Krankheitserreger nur deshalb anfällig, weil
große
Lebensmittelmengen verarbeitet und der Allgemeinheit serviert werden
und wegen des Mangels an angemessener Hygieneausbildung und -erziehung,
die bei Personen, die mit Lebensmitteln umgehen, erforderlich ist.
Während
Vorfälle,
wie etwa der kürzliche
E. coli-Ausbruch in Hamburgerfleisch, relativ selten sind, sind
sie dennoch aufgrund des großen
Prozentsatzes der ihnen zugeschriebenen Todesfälle von Bedeutung. Noch weitaus
bedeutender, wenn auch viel weniger publiziert, ist die große Anzahl
an Todesfällen,
die wegen Hepatitis B in Ländern
entlang des Pazifiks aufgrund des Verzehrs verunreinigter Sushi
und verunreinigten rohen Fleisches auftreten, die durch Lebensmittel
verarbeitende Personen infiziert wurden, für die Körperhygiene und Reinlichkeit
nicht zu den sozialen Sitten oder Gebräuchen gehören.
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Die
kritische Versorgung verletzter oder verwundeter Personen beruht
in hohem Maß auf
dem Grad, in dem Krankheitserreger und Nicht-Krankheitserreger,
die in der Umgebung einer Wunde pathogen werden können, aus
Wunden entfernt werden können,
bevor diese operiert werden, und infolgedessen das Auftreten von
Sepsis, Infektion und Krankheit minimiert wird. Bis zum 20. Jahrhundert
konnte der Großteil
an Kriegstoten dem Mangel an Hygiene und der Infizierung von, oft
nicht-kritischen, Wunden zugeschrieben werden; und sogar während des
Vietnam-Kriegs waren
Todesraten von 50 bis 100% bei den Verwundeten nicht selten. Das tropische
Klima erzeugte eine beträchtliche
pathogene Aktivität.
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Das
herkömmliche
Reinigen bzw. Schrubben bzw. Abreiben der Haut, beispielsweise mit
Tüchern
oder Bürsten
und Seifen (sowohl gewöhnlichen
als auch antibakteriellen) ist von nur bescheidener Wirkung, wenn ein
kurzer Vorgang vorgenommen wird, wie ihn marginal engagierte Menschen
normalerweise ausführen.
Typischerweise erfolgt eine Entfernung von etwa 50% (Miller et al.).
Chirurgisches Reinigen bzw. Schrubben, das bis zu 5-15 Minuten lang
dauern kann und von der Emsigkeit und der Erfahrung des Personals
abhängt,
kann sogar 90-91 % der transienten Mikroorganismen entfernen, allerdings
nur sehr wenige der residenten Mikroorganismen, wenn überhaupt.
Ein größeres Problem
bei häufigem
Schrubben ist das „Spülhände"-Syndrom, Röte, Reizung
und epidermaler Verlust, der mit Abrieb ebenso wie erhöhter Empfindlichkeit
gegenüber
Chemikalien zusammenhängt,
wenn diese gewaltsam in die Haut eingerieben werden. Mit den heutigen
Bedenken wegen der Kosten und Effizienz, insbesondere bei der geleiteten
medizinischen Versorgung, wird die bei gründlichem Händewaschen verbrauchte Zeit
zu einem wichtigen Kostentreiber. Wenn selbst vor einem kurzen Eingriff
ein 15-minütiges Schrubben
erforderlich ist, kann dies die Anzahl von Operationen einschränken, die
während
eines gegebenen Tags ausgeführt
werden können.
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Im
Stand der Technik ist es gut bekannt, dass druckbeaufschlagte Flüssigkeiten
zum Abwaschen von Materialien eingesetzt werden können und
dass in Kombination mit geeigneten oberflächenaktiven Stoffen, Detergenzien,
Seifen und antibakteriellen Chemikalien die Wirksamkeit der Entfernung
von Krankheitserregen verbessert werden kann. Indem dem druckbeaufschlagten
Strahlfluss eine auslenkende Bewegung beigefügt wird, können große Bereiche gewaschen werden,
und der Winkel, in dem der druckbeaufschlagte Strahl auf einer Oberfläche auftrifft,
kann geändert
werden, um eine erhöhte
Kraft auf Oberflächenobjekte
und -partikel bereitzustellen, um diese von der Oberfläche zu schieben,
an der sie festhängen.
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Auch
das Pulsierenlassen der Flüssigkeit
wird im Stand der Technik gelehrt, wobei die Impulskräfte des
Flüssigkeitsstroms,
der gegen Partikel wirkt, dazu beitragen, sie zu entfernen. Die
Munddusche ist ein gutes Beispiel für die Verwendung eines pulsierenden
Wasserstrahls, um zur Entfernung von Zahnbelag beizutragen. Ein
großer
Nachteil der pulsierenden Munddusche ist es jedoch, dass die axialen
Hochdruck-Flüssigkeitsimpulse
oft dazu neigen, Bakterien und Krankheitserreger weiter unter das
Zahnfleisch zu drücken,
wodurch sie in der Tat eine Infektion fördern, indem sie die Bakterien
direkt in den Blutstrom einführen.
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Pulsierende
Wasserstrahlen sind auch für
das präoperative
Reinigen der Haut an den Händen
und Unterarmen angepasst worden, und eine besonders wichtige Wirkung
wird von Bhaskar et al. (US-Patent 3 757 806) in ihrer Pulsating
Hydrojet Lavage Device und von Decker et al., „A Rapid Method for the Presurgical Cleansing
of Hands", Obstetrics
and Gynecology, Bd. 51, Nr. 1, Januar 1978, gelehrt, worin mehrere
Düsen, die
umfangsmäßig und
in der Tiefe so angeordnet sind, dass sie Hand und Unterarm eines
Menschen abdecken, pulsierende Strahlen liefern, die mit einer Frequenz
pulsieren, die in Resonanz mit der dynamischen Reaktion der menschlichen
Epidermis, etwa 20-25 Hz, ist, wobei sie bewirken, dass die Haut
schwingend vibriert, wobei die Poren, Kämme und Vertiefungen der Haut
sich abwechselnd so ausdehnen und zusammenziehen, dass sie resident
Krankheitserreger, wie etwa Staphylococcus aureus, sowie eingebettete Öle, Fette
und Schmutz-/Feststoffteilchen lösen.
Hochdruck-Wasserstrahlen (50-80 psi) spülen die gelöste Materie fort, während sie
nach Wunsch antibakterielle Chemikalien ablagern. Selbst wenn die
Vorrichtung auf einer Frequenz betrieben wird, die weit über derjenigen
der Hautresonanz liegt, nämlich
85 Hz, zeigen Bhaskar et al., dass ihre Vorrichtung eine vergleichbare,
wenn nicht bessere, Bakterienentfernung in 90 Sekunden als ein 10-minütiges chirurgisches
Schrubben liefert. Jedoch kann dieselbe gesundheitsschädliche Wirkung
des Einbettens von Bakterien durch die axialen Impulse auftreten,
allerdings nicht in demselben Ausmaß wie bei der Munddusche.
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Eine ähnliche
Wirksamkeit eines pulsierenden Stroms wird beim Säubern und
Reinigen von Wunden von Gross et al. beschrieben („The Effect
of Pulsating Water Jet Lavage on Experimental Contaminated Wounds", J. Oral Surgery,
Bd. 29, März
1971), worin eine beträchtliche
Verringerung von postoperativen Infektionen bei Versuchsratten beobachtet
wurde.
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Stouffer
und Bauer (US-Patent 3 973 558) lehren mit ihrer Munddusche mit
hin- und hergehendem Wasserstrahl,
dass eine ähnliche
schwingende Wirkung bei menschlichem Zahnfleischgewebe erreicht
werden kann, indem ein Hochdruckstrahl auf der Schwingungsfrequenz
von Zahnfleischgewebe ausgelenkt wird. Indem der Strahl ebenfalls über einen
beträchtlichen
Winkel von bis zu etwa 90° ausgelenkt
wird, kann ihre Vorrichtung eine größere Bereichsabdeckung vorse hen,
wodurch die zur Bewirkung einer Reinigung benötigte Zeit verringert wird.
Durch Verwenden eines Fluidoszillators oszillieren sie eher den
Flüssigkeitsstrahl
selbst als den Körper,
der den Strahl ausgibt, wodurch sie den Bedarf an kostenintensiven
und unzuverlässigen
mechanisch beweglichen Teilen beseitigen.
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Trotz
der vorstehenden Lehren haben sich derzeit im Handel erhältliche
Handwaschsysteme, wie sie in den US-Patenten 3 699 984, 3 918 987,
4 219 367, 4 402 331, 4 817 651, 4 925 495 und 5193 563 beispielhaft
dargestellt und beschrieben sind, diese nicht zunutze gemacht. Typisch
für diese
Vorrichtungen ist die Erfindung von Crisp et al., Hand and Forearm
Cleansing Apparatus, der eine komplexe mechanische Anordnung von
rotierenden Zylindern mit Sprühdüsen darin
zeigt, die nur sich drehende stetige Wasserstrahlen liefern, um eine
gute Bereichsabdeckung vorzusehen, aber nicht in einer Weise, die
irgendwelche Hautresonanzwirkungen stimuliert. Alle vorstehend genannten
Vorrichtungen erfordern elektrische Energie, was an sich in der
nassen Umgebung gefährlich
ist, um Myriaden sich mechanisch bewegender Teile einschließlich Pumpen
und rotierender strahlaussendender Körper zu bewegen. Die mechanische
Komplexität
dieser Systeme führt
zu hohen Kosten, was solche Systeme uninteressant für Schnellrestaurants
macht, die mit einer sehr geringen Gewinnspanne arbeiten. Obwohl
die Kosten dieser Systeme medizinischen Anwendungen nicht entgegenstehen würden, machen
die Größe, Komplexität, der Lärm und die
fragliche Zuverlässigkeit
sie uninteressant für
den Einsatz in Operationssälen.
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Auslenkende
Strahlen ohne die Verwendung von Elektrizität oder sich mechanisch bewegenden
Teilen durch die Verwendung von Fluidoszillation ist im Stand der
Technik bekannt, wobei die Auslenkstrahl-Mundduschenvorrichtung
von Stauffer et al. und die Scheibenwischer-Sprühdüse von Bray (US-Patent 4 463
904) Beispiele dafür
sind. Jedoch gibt es in der Technik von Fluidoszillatoren jene,
die verschiedene Attribute aufweisen, und einige sind zum Reinigen
besser geeignet als andere. Die Oszillatoren von Stauffer et al.
und Bray liefern zwar einen oszillierenden Strahl, tun dies jedoch,
während
sie relativ lange an den Extremen des Strahlsprühnebels bleiben, so dass wenig
Wirksamkeit in der Mitte des Fächersprühne bels
bleibt. Für
die Massage und das Spülen
von Zahnfleisch ist dies nicht von Nachteil, aber für das Waschen
von großen
Bereichen der Haut würde
dies eine große,
gesteuerte, wiederholte Bewegung und Neuausrichtung der Hände und
Unterarme erfordern, um eine korrekte Abdeckung zu sichern. Der
Mangel an korrekter Wiederholbarkeit könnte zu weniger als optimalen
Ergebnissen führen
und das Erfordernis einer angemessenen Ausbildung im Gebrauch eines
solchen Systems würde
eine ständige Überwachung
notwendig und etwas unzuverlässig
machen. Eine gleichmäßige Sprühnebelabdeckung
mit einem Fluidoszillator wird im Stand der Technik von Bauer gelehrt (US-Patent
4 231 519 und Re. 33 159). Bauer lehrt in der Tat die Technik des
Einstellens des Sprühwinkels sowie
Gleichförmigkeit.
Die Frequenz des Oszillationsstrahls sowie die Eigenschaften des
Zerstäubens
der Tröpfchen,
werden durch die Gesamtgröße der Vorrichtung
und den Abgabedruck der Flüssigkeit
eingestellt. Die Vergrößerung der
Vorrichtung senkt die Frequenz. Die Vergrößerung der Vorrichtung senkt
die Frequenz und die Frequenz steigt als Quadratwurzel des Abgabedrucks
(linear mit der Flüssigkeitsgeschwindigkeit).
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CH 672253 offenbart eine
Handwaschvorrichtung, in der eine mechanisch schwenkbare Anordnung von
Sprühnebelköpfen Fächer von
sich longitudinal erstreckenden Sprühnebeln erzeugt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Daher
ist es angesichts des Vorstehenden und aus anderen Gründen, die
bei der vollständigen
Erläuterung
der Erfindung deutlich werden, eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte Einrichtung zum Reinigen, Waschen oder Säubern mit
der begleitenden Entfernung von Bakterien, Mikroorganismen und Krankheitserregern
ohne die Verwendung irgendeiner elektrischen, elektronischen oder
mechanischen Einrichtung zu Kosten bereitzustellen, die das System
erschwinglich und kostengünstig
für den
Umgang mit Lebensmitteln und für
präoperative
Vorgänge
aller Arten machen würden,
wodurch ein weit verbreiteter Einsatz erlaubt würde.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannte
Reinigung lediglich durch die Verwendung von vorhandenem normalen
Leitungswasserdruck für
die gesamte Betriebsleistung zu erreichen, ohne die Verwendung von
Elektrizität,
um irgendwelche ihrer mechanischen Elemente zu betreiben.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung,
die zu einem automatischen Benetzen, Einseifen und Spülen während bestimmter
Zeiten, aber im Allgemeinen über
einen Zeitraum von weniger als 90 Sekunden, imstande sind.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer verbesserten Einrichtung zum Vorsehen eines pulsierenden Flüssigkeitsstroms
zum Waschen, der mit den Dynamik der zu reinigenden Oberfläche in Resonanz
steht, wobei das Mittel dafür
ein Fluidoszillator ist, der eine laterale, im Gegensatz zu axialer,
Pulsation auf die Oberfläche
vorsieht, durch dessen lateral auslenkende Bewegung die Spül/Waschwirkung
des Materialabtrags erhöht
und das Problem eines weiteren Einbettens von Materialien und Bakterien
in subkutane Gewebe vermeidet.
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Es
ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das
Fluidsystem mit einem Minimum an beweglichen mechanischen Teilen
arbeitet, so dass der gesamte Waschvorgang selbst mit einem Minimum
an Wartung arbeiten kann. Die Zeitsteuerung, Verteilung und Ventilierung
der verschiedenen Flüssigkeiten,
Wasser, Seife, Desinfektionsmittel usw. kann fluidisch begleitet
sein; aus praktischer Überlegung
heraus können
diese Funktionen auch durch hoch zuverlässige, kostengünstige fluss-
oder druckbetätigte
Spulen- und Wechselventile vorgesehen werden. Gemäß dem Gedanken,
keine Elektrizität
wegen ihrer inhärenten Gefährlichkeit
zu verwenden, können
batteriebetriebene elektrische Komponenten von sehr niedriger Leistung,
wie etwa Zeitgeberregister und Gebrauchs-Lemfähigkeits-Registrierungssysteme,
außerhalb
des Fluidwegs verwendet werden, ohne die Sicherheit, Zuverlässigkeit
oder Kosten zu beeinträchtigen.
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Es
ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mehrere
Verwendungsmodi bereitzustellen, die von einer Dauereinrichtung
in Operationssälen
oder Restaurants bis zu tragbaren Vorrichtungen reichen, die auf
einem Waschbecken in Wohnhäusern
oder an provisorischen Stellen verwendet werden können. Außerdem können die
zusammen in verschiedenen Anordnungen eingesetzten Elemente zu anderen
sanitären
Anwendungen herangezogen werden: Waschen von Lebensmitteln usw.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zum
Reinigen, Waschen oder Säubern an
Orten vorzusehen, wo der Leitungswasserdruck oder ein angemessener
Wasserdruck nicht zur Verführung steht,
indem eine separate Wasserpumpe berücksichtigt wird.
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Weitere
Aufgaben der Erfindung werden für
Fachleute auf dem Gebiet nach dem Lesen der folgenden Beschreibung
der Erfindung ersichtlich.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Reinigen einer
weichen bzw. nachgiebigen Oberfläche
eines Objekts, einschließlich
eines Menschen, von Mikroorganismen bereitgestellt, umfassend das
Auswählen
eines Bereichs der nachgiebigen Oberfläche zum Reinigen; das Vorsehen
eines lateral oszillierenden Strahlsprühnebels einer Reinigungslösung, wobei
der Strahlsprühnebel
eine laterale, im Gegensatz zu einer axialen, Pulsation der Oberfläche vorsieht,
wobei die Pulsation in Resonanz mit der Dynamik der nachgiebigen,
zu reinigenden Oberfläche
ist, durch dessen lateral auslenkende Bewegung die Spül/Waschwirkung
des Materialabtrags erhöht
und das Problem des weiteren Einbettens von Materialien und Bakterien
in die Oberfläche
vermieden wird; und das Richten des oszillierenden Strahlsprühnebels
auf den Bereich über
einen Zeitraum, der ausreicht, um einen gewünschten Reinigungsgrad zu erzielen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Waschen von
ausgewählten Oberflächenbereichen
zur Verfügung
gestellt, umfassend einen lateral auslenkenden Auslenkstrahl-Fluidoszillator-Sprühnebelkopf
und Mittel zum Halten des Sprühnebelkopfs
in einem schrägen
Winkel zum Oberflächenbereich,
sowie Leitungs- und Steuermittel, die zur Abgabe einer Reinigungslösung mit
dem Fluidoszillator verbunden sind.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung wird eine Einrichtung zum Reinigen von Mikroorganismen
von Oberflächen
zur Verfügung
gestellt, umfassend Mittel zum lateralen Oszillieren eines Flüssigkeitsstroms,
der aus verschiedenen Zusammensetzungen für Benetzungs-, Wasch- und Spülvorgänge besteht,
zur wirksamen Reinigung eines ausgewählten Bereichs, und Mittel
zum Richten der Flüssigkeit
als Sprühnebel über einen Zeitraum,
der ausreicht, um einen gewünschten
Reinigungsgrad zu erzielen.
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Bevorzugt
ist die Benetzungsflüssigkeit
Wasser, die Waschflüssigkeit
ist eine antibakterielle Seifenlösung
und die Spülflüssigkeit
ist Wasser.
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Die
Vorrichtung umfasst vorzugsweise Meldegeräte, um die Benetzungs-, Reinigungs-
und Spülvorgänge zu signalisieren.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Waschen ausgewählter nachgiebiger
Oberflächenbereiche
bereitgestellt, umfassend: einen Auslenkstrahl-Fluidoszillator-Sprühnebelkopf; Mittel
zum Halten des Sprühnebelkopfs
in einem schrägen
Winkel zu dem nachgiebigen Oberflächenbereich sowie Leitungs-
und Steuermittel, die mit dem Fluidoszillator zur Abgabe eines oszillierenden
Strahlsprühnebels
einer Reinigungslösung
auf die nachgiebige Oberfläche
in einem schrägen
Winkel zu der nachgiebigen Oberfläche auf einer Frequenz verbunden
sind, die so eingestellt ist, dass sie mit der Resonanzfrequenz
der menschlichen Epidermis zusammenfällt.
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Zur
Erläuterung
des Betriebs der vorliegenden Erfindung sowie zum Vorsehen einer
Basis für
das Beanspruchte werden die folgenden Definitionen, Beschreibungen
und beschreibenden Figuren angeboten. Obwohl diese Beschreibungen
in spezifische Details der Erfindung gehen, sollte verstanden werden,
dass Abwandlungen vorhanden sind und sein können und für die Fachleute auf dem Gebiet
ersichtlich sein werden, sobald sie die vorliegenden Beschreibungen
gelesen haben.
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Um
Missverständnisse
in Bezug auf die in dieser gesamten Beschreibung verwendeten Terminologie zu
minimieren, sollen die Begriffe „Reinigen" oder „Reinigen von Mikroorganismen" so definiert sein,
dass sie die substantielle Reduzierung in der Gesamtanzahl der Partikel,
Bakterien, Krankheitserreger und/oder Mikroorganismen auf einer
gegebenen Oberfläche
bedeuten. Die Fachleute auf dem Gebiet werden anerkennten, dass
in den meisten Fällen
eine absolute Sterilität
nicht erreichbar ist. Unter den meisten Umständen sind bakterielle und fungale
Populationen „gereinigt", wenn sie auf Niveaus
reduziert werden, die für
die besonderen Umstände
akzeptabel sind.
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Des
Weiteren wird der Begriff „Epidermis" als der allgemein
akzeptierte Begriff definiert, der die äußerste Schicht des Hautorgans
beschreibt, d. h. die Schicht ohne Blutgefäße.
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Der
Begriff „flüssig" bzw. „Flüssigkeit" soll in seiner besonderen
Beschreibung der Flüssigkeitshandhabung
oder Steuermittel als „ohne" die Verwendung von
mechanisch beweglichen Teilen definiert sein.
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Die
Begriffe Bakterien, Mikroorganismen und Krankheitserreger sind untereinander
austauschbar verwendet worden. Obwohl es eine akzeptierte Gemeinsamkeit
zwischen diesen Begriffen gibt, soll impliziert sein, dass, wenn
auf tödliche
oder Krankheitsübertragungswirkungen
verwiesen wird, auf Krankheitserreger Bezug genommen wird, mit denen
Bakterien natürlich
im Zusammenhang stehen können.
Eine vielfältige
Flora, die Sporen und Pilze beinhalten kann, ist in Bezügen auf
Mikroorganismen beinhaltet, einem Begriff, der gewählt wurde,
um jegliche mikroskopische lebende Materie zu beschreiben, die auf
oder nahe den Oberflächen,
die gereinigt werden sollen, gefunden werden kann.
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Der
Begriff „Partikel" kann austauschbar
auf feste oder flüssige
Materie oder Kombinationen davon verweisen, wie etwa Fette, Ölen und
Schmierfette, in kleinen Größen wie
etwa Tröpfchen,
Staub, Pulvern und jegliche Vielfalt von organischem oder anorganischem
Schmutz und dergleichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine angenommene Seitenquerschnittsansicht einer Hand und eines
Unterarms, die in eine Ausführungsform
der Reinigungsvorrichtung eingeführt
sind, die Sprühnebelmuster
und -anordnungen zeigt.
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2 ist
eine axiale Querschnittsansicht einer Hand und eines Unterarms,
die in die Reinigungsvorrichtung der 1 eingeführt sind,
die Sprühnebelmuster
und -anordnungen mit besonderer Betonung der Position der Sprühnebeldüsen zum
Reinigen unter den Fingernägeln
zeigt.
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3 zeigt
schematisch die Betätigung
eines Auslenkstrahl-Fluidoszillators des Standes der Technik.
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4 zeigt
schematisch, wie in 3, die Betätigung eines Bauer-Auslenkstrahl-Fluidoszillators
des Standes der Technik, der in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird.
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5 zeigt
graphisch die Beziehung zwischen der Betriebsfrequenz des Bauer-Oszillators des Standes
der Technik und des Abgabedrucks und der Vorrichtungsgröße, wie
durch die Düsenbreite
gekennzeichnet.
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6 ist
eine Vorderansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Vorrichtung, die nützlich zum Händewaschen
für Personen
im Umgang mit Lebensmitteln und andere Angestellte von Schnellrestaurants
ist.
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7 ist
eine Ansicht längs
des Abschnitts 7-7 der Ausführungsform
der 6, die seine Innenkonfiguration zeigt.
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8 ist
ein schematisches Diagramm der Flüssigkeitsschaltung einer Umsetzung
der vorliegenden Erfindung, die die Betriebskomponenten und Schaltungen
zeigt, die in der Ausführungsform
der 6 verwendet werden.
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9 ist
eine Ansicht einer anderen Flüssigkeitsschaltung
der Ausführungsform,
in der der Oszillator entlang eines Bogens geschwenkt wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die
folgenden detaillierten Erläuterungen
der 1-9 und der bevorzugten Ausführungsformen werden,
wenn sie von Fachleuten auf dem Gebiet gelesen werden, das Verfahren
und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung enthüllen. Obwohl
die folgende Beschreibung hauptsächlich
das „Hand-
und Unterarm"-Waschen menschlicher
Gliedmaßen
betrifft, wird es anerkannt werden, dass die Erfindung nicht auf
die bevorzugte Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern auf irgendwelche epidermalen Stellen, einschließlich, aber
nicht darauf beschränkt,
vorgeschlagener chirurgischer Stellen anwendbar ist. Außerdem soll
sich die Beschränkung
nicht auf menschliche epidermale Bereiche erstrecken, sondern es
soll anerkannt werden, dass das Reinigen der Haut oder Oberfläche von
einer Vielfalt lebender oder nicht-lebender Wesen, einschließlich Fisch,
Geflügel,
Säugetiere,
Gemüse,
Lebensmittel und dergleichen mit der vorliegenden Erfindung möglich ist.
Des Weiteren soll es keine Beschränkung auf epidermale Schichten
geben, sondern es soll anerkannt werden, dass beliebige weiche bzw.
nachgiebige, poröse
oder nicht-poröse
Oberflächen,
die Resonanzvibrationseigenschaften aufweisen, von der Reinigung
unter Verwendung der vorliegenden Erfindung profitieren. Solche Oberflächen sind
beispielsweise Leder, Polstermaterial, Kunststoffe und Gummis bzw.
Kautschuke. Nicht einmal nachgiebige Oberflächen sollen eine Beschränkung darstellen,
da anerkannt wird, dass steife oder starre Oberflächen und
Objekte unter Verwendung der vorliegenden Vorrichtung gereinigt
werden könnten.
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Das
Verfahren bzw. der Vorgang der vorliegenden Erfindung umfasst das
Richten von mehreren lateral oszillierenden Strahlen einer gegebenen
Flüssigkeit
auf einen ausgewählten
Hautbereich, der in vorgegebener Weise so gereinigt werden soll,
so dass eine Reinigung der Haut bewirkt wird. Bei dem bevorzugten
Verfahren wird eine Anzahl verschiedener Flüssigkeiten während des
Zeitraums des Reinigungszyklus der Reihe nach aufgebracht. Zuerst
wird sauberes warmes Wasser aufgebracht, wobei es die Hautoberfläche benetzt
und große
Oberflächenpartikel
entfernt, die Haut befeuchtet und erweicht und Fette, Öle und/oder
Schmierfette erwärmt,
um ihre Viskosität
zu reduzieren oder sie in einem solchen Maß zu fluidisieren, dass sie
leichter entfernt werden können.
Die zweite Flüssigkeit
kann eine wässrige
antibakterielle Seife oder desinfizierende Lösung sein, die durch ihre oberflächenaktive
Wirkung die Öle,
Fette und Schmierfette entfernt und die durch ihre auslenkende oder
pulsierende Wirkung Mikroorganismen sowohl von der Oberfläche als
auch aus den Poren und Falten löst.
Die dritte Flüssigkeit
kann einfaches Wasser oder eine Lösung aus Wasser und Weichmachern sein,
die die Haut spülen,
die Mikroorganismen, Partikel, Fette usw. und die schmutzige Seife
oder desinfizierende Lösung
fortspülen.
Das Weichmacher-Ingrediens wird zur Konditionierung der Haut verwendet,
um ein Aufreißen
zu verhindern oder das Überstreifen
von chirurgischen Handschuhen und dergleichen zu erleichtern.
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Fachleute
auf dem Gebiet werden anerkennten, dass Wasch- und Spülzyklen
auch andere Lösungen, zum
Beispiel Alkohole und dergleichen, verwenden können, um Bakterien und andere
Kontaminationsstoffe weiter zu reduzieren. Wahlweise Vorrichtungen,
die nicht speziell mit dem Reinigungsmechanismus verbunden sind,
liefert dem Benutzer Anregungen hinsichtlich der Beschaffenheit
des fortschreitenden Vorgangs, beispielsweise kann ein Meldegerät den Benetzungszyklus
signalisieren, ein anderes den Waschzyklus, noch ein anderes den
Spülzyklus
und schließlich
kann ein weiteres signalisieren, wenn die Hände entfernt werden können, was
das Ende des Vorgangs signalisiert. In der bevorzugten Um setzung
weisen diese Meldegeräte
gemäß dem Wunsch
der Erfinder keine elektrischen/elektronischen Hauptelemente auf,
werden durch Wasserdruck aktiviert und können vom „Zwinkerauge"-Rotationsfarbkugeltyp
sein. Andere an der Vorrichtung angebrachte optionale Vorrichtungen
können
Statistiken hinsichtlich der Verwendung der Vorrichtung aufzeichnen, beispielsweise
Name oder Identifikationsnummer der Person, die die Vorrichtung
benutzt, Tag und Uhrzeit der Benutzung, Gesamtzahl der Benutzungen
und übrige
Verbrauchsmaterialien. Sie sind notwendigerweise elektronisch, sind
aber Vorrichtungen, die mit einer Batterie von sehr niedriger Spannung
betrieben werden.
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1 und 2 sind
angenommene Ansichten einer Ausführungsform
der Reinigungsvorrichtung, die im Allgemeinen deren Betrieb zeigen.
Es wird auf 1 Bezug genommen, worin die
Gliedmaße
(Hand und Unterarm) 1 durch die Öffnung 7 in einen
Raum 8 eingeführt
wird, in dem Auslenkstrahl-Fluidoszillatoren 3 und 4 positioniert
sind und die über
das Verteilerrohr 2 mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden sind.
Druckbeaufschlagte Flüssigkeit
in den Verteilerrohren 2 wird durch die mehreren Oszillatoren 3 ausgestoßen, die
in einem von dem Körper
der Person weg gerichteten Winkel zielen, um ein unerwünschtes
Spritzen zu verhindern, und Oszillatoren 4 sind nach oben
gerichtet, um unter den Fingernägeln
zu reinigen. Die oszillierenden Sprühnebel der Flüssigkeit 5 treffen
auf die eingeführte
Gliedmaße 1 auf
und reinigen sie dadurch. Die Gliedmaße 1 kann leicht axial
rückwärts und
vorwärts
bewegt werden und die Finger nach unten und außen gestreckt werden, um die
Abdeckung zu erhöhen
und die angenehme Massagewirkung zu verstärken. Der Ausguss 6,
eine am tiefsten Punkt des Raums 8 befindliche große Öffnung,
sammelt die Flüssigkeit
und leitet sie zu einer Abwasserleitung oder einem anderen geeigneten
Abflusssystem (in den 1 und 2 nicht
gezeigt). Es wird nun auf 2 Bezug
genommen, worin die lateral auslenkenden oszillierenden Strahlen
fächerförmige Sprühnebel 5 bilden,
die die Haut massieren und gleichzeitig die Resonanzvibration der
Haut erzeugen. Die bevorzugte Oszillationsfrequenz, um die Haut
eines Erwachsenen zum Schwingen zu bringen und dadurch den Reinigungsvorgang
von residenten Krankheitserregern zu verbessern, beträgt zwischen
20 und 80 Hz.
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Fluidoszillatoren 3, 4 sind
an Verteilerrohren 2 entweder in einer festen Position
oder vorzugsweise in einem Bogen von etwa 90 bis 180 Grad schwenkbar
angebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt,
einer Ansicht eines Verteilerrohrs 2, ist der Oszillator 3 daran
an einem Drehzapfen angebracht, wodurch er in jeder beliebigen gewünschten
Richtung in einem vorgegebenen Bogen positioniert werden kann. Das
Verteilerrohr 2 funktioniert in derselben Weise wie eine
Nockenstange, um sich lateral vorwärts und rückwärts zu bewegen, wie durch die
Pfeile gezeigt ist, wobei sie durch einen Wassermotor 100 durch
eine Nocke 102 angetrieben wird. Die Feder 104 unterstützt die
Rückkehr
des Verteilerrohrs 2 in seine Ausgangsposition. Ein Anschlag 106 bewirkt,
dass der Oszillator 3 in einem Bogen schwenkt, wenn sich
das Verteilerrohr 2 lateral bewegt. Diese zusätzliche
mechanische Bewegung des Oszillators 3 hilft den pulsierenden
Fluss zu richten, um weiterhin Mikroorganismen, Partikel usw. zu
entfernen.
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Auslenkstrahl-Fluidoszillatoren 3, 4 des
Standes der Technik sind durch die in 3 gezeigte
Fluid-Scheibenwischer-Sprühnebeldüse typifiziert,
die ein Beispiel der Bray-Vorrichtung ist (US-Patent 4 463 904, das
vorliegend durch Bezugnahme aufgenommen ist). Der Oszillator 11 besteht
aus einer sich zusammenziehenden Düse 12, die die Flüssigkeit
beschleunigt, um einen Strahl 13 zu formen. Reduzierter
Druck in der Umgebung der Begrenzungswände 14 zieht den Strahl 13 bevorzugt
auf die eine oder andere Seite in Abhängigkeit von dem zufälligen Auftreten
einiger kleine Störungen
oder Wirbelströme
auf der Seite des Strahls 13. Der Strahl wird dann durch
den gut bekannten Coanda-Effekt zu einer Seite hin gezogen. Sobald
der Strahl auf die eine oder andere Seite abgelenkt wird, wird der
Fluss bevorzugt in die Feedback-Passage 15 eingespeist
und durchquert die Passage in einer Zeit gemäß der Trägheit der Feedback-Passage.
Diese Zeit, kombiniert mit der Zeit, die ein Fluidelement benötigt, um
die Entfernung von der Düse 12 zu
dem Einlass in die Feedback-Passage 16 zurückzulegen,
bildet eine Hälfte
des Oszillations-Zeitraums. Das heißt, wenn die Flüssigkeit mit
dem Strahl an der Steuerdüse 17 interagiert,
lenkt sie den Strahl auf die gegenüberliegende Seite ab, wodurch
sie die zweite Hälfte
des Oszillationszyklus beginnt. Der Strahl wird durch die Wand 18 stromabwärts des
Einlasses zu der Feedback-Passage gewendet und durch eine Auslassdüse oder Öffnung gerichtet
und hält
gleichzeitig das Innere des Oszillators konstant mit Flüssigkeit
gefüllt,
wobei keine Luft eintreten gelassen wird, die unerwünschtes
Sputtern bzw. Spritzen bewirken würde. Diese Oszillatoren vom
Feedback-Typ des Standes der Technik neigen dazu, ein ungleichförmiges Sprühnebelmuster
zu haben, indem der Strahl dazu neigt, an den Extremen seiner Auslenkung
zu bleiben. Die Frequenz dieser Vorrichtungen kann durch Ändern der
Gesamtdimensionen und durch Ändern
der Länge
und des Querschnittsbereichs der Feedback-Passage modifiziert werden.
Typische Düsenbreitendimensionen
von einem dieser Oszillatoren werden von Bray mit 0,057 Zoll angegeben
und dies führt
zu einer Oszillationsfrequenz von mehreren hundert Hertz bei einem Druck
von 60 psi. Zur Reduzierung der Frequenz um einen Faktor von 10
würde das
Erhöhen
der Dimensionen um das Zehnfache auf eine unannehmbare Größe von über einem
halben Zoll erhöhen.
Dies ist wegen des riesigen Flussverbrauchs nicht akzeptabel, der
ebenso wie die unhandliche Gesamtgröße von 6-8 Zoll auftreten würde. Die
Größe kann
durch beträchtliches
Erhöhen
der Feedback-Passagenlänge
reduziert werden, aber da die primäre Feedback-Zeit durch die Schallgeschwindigkeit
bestimmt wird, wäre
die Länge,
die eine nennenswerte Erhöhung
der Oszillatorzeitkonstanten liefern würde, unannehmbar lang.
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Die
bevorzugte Konfiguration des Oszillators 3, 4 ist
der Bauer-Oszillator (US-Patent
4 231 519 und Re. 33159), wobei beide Referenzen vorliegend durch
Bezugnahme auf sie in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind, der in 4 gezeigt
ist, der eine beträchtlich
höhere
Flexibilität
aufweist, um die Nachteile der typischen Vorrichtungen vom Feedback-Typ
zu überwinden.
Der Oszillator 21 beinhaltet eine Düse 22, die, anders
als bei dem konventionellen Oszillator, um 180° von der Auslassöffnung 23 weg
ausgerichtet ist. Ein Flüssigkeitsstrahl 24 wird
geformt und trifft auf dem Ende der Oszillatorvertiefung 25 auf
und wird gewendet, um nach oben durch die reaktiven Passagen 26 zu
fließen.
Durch Wenden des Flusses muss der Fluss zweimal die Entfernung der
Länge der
Oszillatorvertiefung 25 zurücklegen. Somit ist bei einer
Vorrichtung von derselben Länge wie
ein konventioneller Oszillator die Durchgangszeit doppelt so lang,
wodurch eine Vorrichtung mit niedrigerer Frequenz von ähnlichen
Dimensionen erzeugt wird. Des Weiteren bildet die Wendekammer 27 eine
Fluidnachgiebigkeit, die eingestellt werden kann, um mit der Trägheit der
Passagen zu interagieren, um eine lange L-C-Zeitkonstante zu erzeugen,
die bedeutend größer als
die akustische Ausbreitungszeit sein kann. Durch Einführen eines
Blockierungsstifts 28 in die Auslassöffnung kann der Rückgewinnungsdruck
(die Auslassstrahlgeschwindigkeit) erhöht werden und die resultierenden
Doppelstrahlen können
einander überlappen,
um ein äußerst gleichförmiges Muster,
wenn auch über
einen verringerten Fächerwinkel,
zu erzeugen. In der bevorzugten Umsetzung beträgt die Düsenbreite 0,065 Zoll, die Tiefe
0,10 Zoll mit einer Gesamtlänge
von etwa 1 Zoll. In Abhängigkeit
von der relativen Länge
der Oszillatorvertiefung 25 und dem Abgabedruck sind Frequenzen
von 20 bis 80 Hz erzielbar. 5 zeigt
die Beziehung zwischen Frequenz, Abgabedruck und Oszillatordüsenbreite
für die
bevorzugte Ausführungsform.
Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass die niedrigen Haut-
und Geweberesonanzfrequenzen erreicht werden und dass es klar ist,
dass bei nur geringen Erhöhungen
der Größe (auf
Kosten einer entsprechenden Erhöhung
des Flussverbrauchs) noch niedrigere Frequenzen erzielt werden können oder
dieselben Frequenzen bei höheren
Drücken
erzielt werden können.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden
Handwaschvorrichtung, die beispielsweise zur Erfüllung der Bedürfnisse
von Lebensmitteln verarbeitenden Arbeitern und dergleichen nützlich ist.
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Wie
in 6 gezeigt ist, begrenzt ein kompaktes Gehäuse 30 die
Außenseite
einer Handwaschvorrichtung 10, die zur Wandmontage gestaltet
ist. Das Gehäuse 30 kann
aus irgendeinem passenden Material, vorzugsweise aus einem synthetischen
Polymerharz wie etwa Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polycarbonat, Polyethylen
und dergleichen Harze, geformt, hergestellt werden. Die Frontabdeckung 32 des
Gehäuses 30 enthält zwei Öffnungen 34 und 36 einer
Größe und Dimension,
um die Hand, das Handgelenk und einen Teil eines menschlichen Unterarms aufzunehmen.
Die Öffnungen 34 und 36 erlauben
jeweils den Zugang zu Waschkammern 38, 40.
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Öffnungen 34, 36 sind
mit einer mit Flüssigkeit
aufblasbaren Manschette 35, 37 umrandet, die mit
einer (in 6 nicht gezeigten) Wasserzufuhrleitung
verbunden ist. Wenn eine Gliedmaße durch die Öffnungen 34, 36 in
die Kammern 38, 40 eingeführt wird und der Waschzyklus
gestartet wird, werden die Manschetten 35, 37 mit
Wasser aufgeblasen, um eine lockere Abdichtung mit der eingeführten Gliedmaße zu bilden.
Dies trägt dazu
bei, das Verspritzen von Waschflüssigkeiten
aus der Vorrichtung 10 zu verhindern. Die Manschetten 35, 37 werden
am Ende des Waschzyklus geleert, um ein Entfernen der Hände und
Unterarme ohne weiteren Kontakt zu erlauben, wodurch sie eine Verunreinigung
von der Manschette vermeiden. Die Waschkammern 38, 40 sind
mit mehreren Fluidoszillator-Sprühnebeloszillatoren 3, 4 ausgekleidet,
von denen jeder einen oszillierenden Strahlsprühnebel in die Kammern 38, 40 in
einem schrägen
Winkel auf die epidermalen Oberflächen von Händen, Handgelenken und Unterarmen
richtet, die jeweils durch Öffnungen 34, 36 in
die Kammern 38, 40 eingeführt wurden. Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, sind die Kammern 38, 40 durch Größe und Konfiguration
so angepasst, dass sie die Hände,
Unterarme usw. einer Einzelperson zum Waschen grob, aber eng umschließen. Die
Fachleute auf dem Gebiet werden anerkennen, dass die Kammern 38, 40 in
Größe und Konfiguration
modifiziert werden können,
um das zu waschende Objekt, wie etwa andere Teile der menschlichen Anatomie,
einschließlich
des Torsos und anderer Gliedmaßen,
Geflügel,
Vorrichtungen, andere Tiere und Gegenstände, wie vorstehend beschrieben,
zum Waschen zu enthalten und umgeben. Die Abteile 42 und 44 enthalten
Schaltungen zur Abgabe von Wasser und Reinigungsflüssigkeiten
an Oszillatoren 3, 4, wie nachstehend beschrieben
wird. 7 ist eine teilweise Querschnittseitenaufrissansicht
längs der
Linie 7-7 der 6, die vergrößert ist, um die mehreren angeordneten
Sprühnebeloszillatoren 3, 4 zu
zeigen. Eine Frontabdeckung 50 ist in 6 geöffnet gezeigt,
um die internen Waschschaltungen 42, 44 und Komponenten
zu zeigen, die Wasch- oder Reinigungslösungen zum Betreiben der Vorrichtung 10 an
die Kammern 38, 40 abgeben.
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8 ist
eine schematische Zeichnung, die einen repräsentativen Waschkreislauf innerhalb
des Gehäuses 12 der
in 6 gezeigten Vorrichtung der Ausführungsform
zeigt. Wasserzufuhrleitungen 52, 54 geben heißes bzw.
kaltes Wasser an ein temperaturgesteuertes Mischflussventil 56 ab,
das warmes und kaltes Wasser mischt, um einen Ausgabefluss von Wasser
auf einer vorgegebenen konstanten Temperatur zu erlauben. Vorteilhafterweise
befindet sich das Wasser, das aus dem Ventil 56 läuft, auf
einer Temperatur innerhalb der Spanne von etwa 40°C bis 50°C.
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Geeignete
Mischventile 56 sind in der Technik gut bekannt und beispielsweise
in dem US-Patent 5 341 987 beschrieben, das vorliegend durch Bezugnahme
aufgenommen ist. Wasser auf einer vorgegebenen Temperatur wird in
die Oszillatoren 3, 4 innerhalb jeder Schrubbkammer 38, 40 mittels
einer Rohrleitung 60 mit einem vorteilhaften Wasserleitungsdruck
von 30 bis 70 psi ventiliert. In die Leitung 60 ist ein
steuerndes Hauptventil 58 eingefügt. In der bevorzugten Ausführungsform
der 8 wird eine vorgegebene und abgemessene Menge
Wasser zu den Kammern 38, 40 von dem Ventil 58 durch
einen sekundären
Kreislauf 62 geleitet, der das Wasser an einem fußgesteuerten
Startventil 64 vorbei trägt. Die momentane Aktivierung
des Startventils 64 gestattet es, dass Wasser in einem
Zapfen des Hauptwasserventils 58 den Schrubb-/Waschzyklus
beginnt. Ein sekundärer
Wasserfluss aus dem Hauptventil 58 geht durch die Leitung 63,
um die Manschette 35, 37 aufzublasen. Wenn sich
das Hauptwasserventil 58 öffnet, wird Wasser sofort an
die Kammern 38, 40 durch die Leitung 60 geschickt,
was den Benetzungszyklus beginnt (voreingestellte Zeit), dann wird
das Wasser (eine kleine Menge) durch das Hauptventil 58 an
dem festen Öffnungsflusssteuerventil 66 vorbei
in die Leitung 68 entlassen, die zur Spritzpumpe 70 führt. Die
Spritzpumpe 70 erhält
eine Ladung Seifenlösung
aus dem Gefäß 72 und
beginnt den Zyklus der Pumpe 70, wobei sie die Seife durch
die Leitung 60 eine vorgegebene Zeit lang in die Kammern 38, 40 einführt.
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Die
Zufuhr der Seifenmischung von der Spritzpumpe 70 zur Leitung 60 wird
durch Steuerventile 74, 76 in der Leitung 78 gesteuert.
Das Hauptwasserventil 58 beginnt ebenfalls einen Zeitzyklus
durch die Zeitgebersteuerung 82, die Wasser durch die Festflussteuerung 84 und
in den Zylinder 86 einführt,
was eine voreingestellte Verzögerung
bewirkt, bevor ein letztes Spülen
oder eine andere Lösung,
wie etwa Alkohol oder eine andere letzte Waschlösung in die Kammern 38, 40 gepumpt
wird. (Dies tritt während
der letzten paar Sekunden des Zyklus auf.) Wie in der bevorzugten
Schaltung der 8 gezeigt ist, zweigt eine sekundäre Wasserleitung 88 von
der Leitung 60 ab und wird durch das Ventil 90 gesteuert.
Das Ventil 90 führt
durch den Zeitverzögerungsmechanismus 92 (Zylinder 94 und
Festöffnungsflusssteuerung 96)
einen Wassermenge der Spritzpumpe 97 zu, um eine letzte
Spüllösung aus
dem Gefäß 98 zu
erhalten, die Lösung
mit Wasser zu mischen und das Gemisch bei der Zeitsteuerung wieder
zurück
in die Leitung 60 einzuführen.
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Nach
der Seifenzykluszeit bleibt ein Wasserspülzyklus während einer zusätzlichen
voreingestellten Zeit an, die den gesamten Zyklus stoppt, wenn der
Zylinder 94 in der Zeitgebersteuerung 82 den Kolben
im Wasserventil 90 aktiviert, um den Waschzyklus abzuschließen.
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Wasser
fließt
weiterhin durch das Hauptventil 58, bis der Zyklus vollständig abgelaufen
ist, dann schaltet sich das Hauptventil 58 ab und bleibt
geschlossen, bis das Startventil 64 erneut aktiviert wird.
Das Zeithauptventil 58 ist offen, hängt von der Einstellung der
Flusssteuerventile und der Zeit ab, die benötigt wird, um den Zylinder 86 zu
entladen. Die Seifenpumpe 70 lädt sich neu, wenn das Hauptventil 58 abgeschaltet
wird. Im Betrieb lässt
dann das Aktivieren des Startventils 64 Wasser durch das
Festöffnungsflusssteuerventil
in die untere Kammer des Wasserzeitgeberakkumulators 68 und
auch in den Verschiebezapfen des Hauptwasserventils 58 fließen.
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Das
Startventil 64 wird geöffnet,
wodurch der Zeitgebungszyklus gestartet wird, und das Hauptwasserventil 58 sendet
Wasser zuerst in die Schrubbwaschkam mern 38, 40 und
in Wasserzeitgeber. Die hydraulischen Schaltungen der 8 sind
eine einfache Ausgestaltung, die dem Bedarf an elektrischen Komponenten
oder ausführlicher
Sanitärinstallation
vorbeugt. Sie sind kompakt und einfach herzustellen. Natürlich werden
die Fachleute auf dem Gebiet anerkennen, dass ausgeklügeltere
Mechanismen mit zusätzlichen
Funktionen bereitgestellt werden können, wenn dies gewünscht wird.
Beispielsweise kann in einem elektronischen Steuersystem ein Zeitgebermodul
angeschlossen sein, um das Hauptventil 58 durch einen Solenoid über ein Signal
zu aktivieren, wodurch es Wasser an die Oszillatoren 3, 4 in
den Kammern 38, 40 sendet. Das Zeitgebermodul
kann dann der Seifenspritzpumpe 70 eine Entladung signalisieren.
Nach der Entladung liefert ein fortgesetzter Wasserfluss eine Spülphase und
dann, wenn das Spülen
abgeschlossen ist, signalisiert das Zeitmodul dem Hauptventil 58,
sich zu schließen.
Auch könnte
die Schaltung mit Fluidelementen mit nicht-beweglichen Teilen mit
einem kleinen Abzug eines Extraflusses umgesetzt werden.
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Die
Fachleute auf dem Gebiet werden anerkennen, dass die Ausführungsform
der 8 lediglich für die
Zyklen und Waschflüssigkeiten,
die in der Vorrichtung 10 der Erfindung verwendet werden
können,
repräsentativ
ist. Beispielsweise können
die in dem US-Patent 4 925 495 beschriebenen Flüssigkeiten und Waschzyklen
zur Modifizierung der Ausführungsform
der 8 verwendet werden. Das US-Patent 4 925 495 ist hiermit durch Bezugnahme
aufgenommen.
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Die 8 zeigt
zur Klarheit der Zeichnung keine elektrische Verdrahtung zwischen
den Bestandteilen. Jedoch kann eine Energiequelle, beispielsweise
eine langlebige Batterie, wie etwa die konventionellen und gut bekannten
Nickel-Cadmium- oder Lithium-Batterien, die etwa 1 bis 1,5 Volt
liefern, innerhalb des Gehäuses 30 hermetisch
abgedichtet sein. Eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung
(ASIC), wie zum Beispiel eine logische Anordnung oder ein Mikroprozessor,
der programmiert ist, um Signale von einem Sensor zu verarbeiten
und eine Signalisierungsvorrichtung auszulösen, wie etwa zum Beispiel
eine visuelle Anzeige, zum Beispiel eine lichtemittierende Diode
(LED) oder eine Flüssigkrtstallanzeige
(LCD), um eine alphanumerische Ausgabe zu liefern, kann auf einer gedruckten
Leiterplatte angebracht und durch die Energiequelle betrieben sein.
LCD-Vorrichtungen, die durch elektrische Signale von der ASIC gesteuert
werden, sind gut bekannt und können
zum Beispiel von dem Typ sein, der in den US-Patenten 4 804 953, 5 227 899 und 5
227 901 beschrieben ist. Die ASIC ist ein Steuermittel, und wenn
sie genauer gesagt ein Mikroprozessor ist, beinhaltet sie eine geeignete
Zentraleinheit (CPU) zum Betreiben der Steuerfunktionen der ASIC.
Die ASIC kann eine digitale integrierte Schaltung sein, die zu Steuerfunktionen
dient, einschließlich
Zeitgeberfunktionen, Speicheraufzeichnungen, visuellen oder auditiven
Anzeigen und für
die Meldung von Daten an einen Drucker. Ein optionelles Direktzugriffsspeicher-(RAM)
und/oder programmierter Nurlesespeicher-(PROM)-mittel ist mit der
ASIC verbunden. Das Speichermittel ist mit der ASIC verknüpft, so
dass eine Historie der Zahl der Betätigungen und Urheber, zusammen
mit beispielsweise dem Datum und der Uhrzeit der Benutzung, zur
späteren
Analyse aufrechterhalten werden kann. Das RAM- und/oder PROM-Mittel
kann ein Blasenspeicher, Hysteresespeicher oder irgendeine bekannte
Speichervorrichtung sein. Das hermetische Abdichten der elektronischen
Komponenten innerhalb des Gehäuses 30 kann
weiterhin durch Überziehen
der gesamten zusammengebauten Schaltung innerhalb des Gehäuses 30 mit
einem wasserdichten Harz, wie etwa zum Beispiel einem Polyimidharz
oder einem Parylenharz, geschützt
werden.
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In
Verbindung mit einer LCD kann die ASIC programmiert sein, um eine
Flüssigkrtstallanzeige
(LCD) bereitzustellen, die Zeit und Datum und den Punkt, an dem
ein Waschzyklus dann auftritt, anzugeben.
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Andere
Verbesserungen an der vorstehend beschriebenen Grundschaltung beinhalten
eine Verbindung zu Mitteln zur Aufzeichnung von Zeiten und Daten
des Gebrauchs durch Individuen (die durch Barcode-Freistempel identifiziert
werden, die in die Vorrichtung der Erfindung eingeschoben werden,
um einen Waschzyklus zu beginnen).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Infrarotlichtemitter 110 in einer
hermetisch abgedichteten Einheit innerhalb jeder der Kammern 38, 40 angebracht,
wie in 7 gezeigt. Gegenüber dem Emitter 110 befindet
sich ein Infrarotdetektor 112, der positioniert ist, um
Strahlung von dem Emitter 110 zu empfangen. Der Emitter 110 und
der Detektor 112 sind Teil eines geschlossenen Kreislaufs,
der, wenn er durch eine eingeführte
Gliedmaße
unterbrochen wird, den Waschzyklus aktiviert. Durch die Verbindung
des Kreislaufs mit einem Mikroprozessor können Aufzeichnungen und Protokolle
zum Aufzeichnen des Abschlusses eines Waschzyklus und der Identität der Personen,
die die Vorrichtung 10 benutzt haben, aufrechterhalten
werden. Ein Solenoid kann in den Kreislauf eingefügt werden,
um das Hauptventil 58 zu betätigen.
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Wo
vorstehend auf US-Patente Bezug genommen wird, sind die Inhalte
ihrer Offenbarungen dadurch vorliegend durch Bezugnahme aufgenommen.
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Obwohl
die Erfindung vorstehend hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen
zum Waschen und Reinigen von Hand, Handgelenk und Unterarm beschrieben
worden ist, werden es Fachleute auf dem Gebiet anerkennen, dass
der Umfang der Erfindung breiter ist.
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Die
folgende Vorbereitung und die folgende Beispiele zeigen und beschreiben
die Art und den Ablauf des Ausführens
der Erfindung, sollen aber nicht dazu dienen, den Umfang der Erfindung
zu begrenzen.
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Testverfahren
zur Feststellung der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung
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1) Manuelle Waschung (Steuerung
zum Vergleich).
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Probandenhände einer
Anzahl Freiwilliger wurden auf der Grundlage einer Zufallstechnik
ausgewählt. Eine
ausgewählte
Hand wurde (vorne und hinten) auf eine Platte Agar gedrückt, während die
Kraft dieser Anwendung überwacht
und gesteuert wurde. Diese Kraft betrug 3 bis 5 Pfund. Die ausgewählte Probandenhand wurde
dann unter Verwendung eines chirurgischen Reinigungskits (Bürste) manuell
gewaschen. Die manuelle Waschung wurde in einer beständigen Weise
bei allen Probanden 120 Sekunden lang durchgeführt. Die Wassertemperatur wurde
auf 40°C
eingestellt und der Druck wurde angemessen eingestellt und aufgezeichnet. Der
Vorgang beginnt mit einem 20-sekündigen
Spülen,
gefolgt von einem 60-sekündigen
manuellen Schrubben, das durch den Forscher durchgeführt wird.
Der manuelle Waschvorgang wird mit einem 40-sekündigen Spülen abgeschlossen. Die Hand
wurde unter Verwendung eines Haartrockners heißluftgetrocknet. Dann wurde
wie zuvor eine Nach-Waschungs-Kultur genommen.
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2) Flüssigkeits-Handwaschvorrichtung
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Die
Hand gegenüber
derjenigen, die für
das manuelle Waschen ausgewählt
wurde, wurde für
das Fluidwaschen unter Verwendung der Vorrichtung der 6 verwendet.
Die ausgewählte
ungewaschene Hand wurde kultiviert, indem sie (vorne oder hinten)
auf eine Platte Agar gedrückt
wurde, während
die Kraft dieser Anwendung überwacht
und gesteuert wurde. Diese Kraft betrug 3 bis 5 Pfund. Dies lieferte
ein Maß der
bakteriellen Zählung
vor dem Waschen. Die Flüssigkeits-Handwaschvorrichtung
wurde durch Einstellen der Wassertemperatur auf 40° vorbereitet.
Die Flüssigkeitswaschung
wurde auf beständige
Weise an allen Probanden 60 Sekunden lang durchgeführt. Dieser
Vorgang bestand aus 20-sekündigem
ersten Wasserspülen,
gefolgt von einem automatischen Waschen unter Verwendung von 40
ml einer 4-prozentigen Chlorhexidingluconatlösung in einer Detergensbase,
die während
eines Zeitraums von 30 Sekunden eingespritzt wurde. Die automatische
Waschung war nach einem 10-sekündigen
Wasserspülen
beendet. Die Hand wurde dann mit heißer Luft aus einem Haartrockner
getrocknet. Wie zuvor wurde eine Nach-Waschungs-Kultur durchgeführt.
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Handwaschvorrichtungs-Testprotokoll
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Definitionsgemäß soll das
chirurgische Handbürstenschrubben
transiente Mikroorganismen entfernen oder zerstören und Residentflora reduzieren.
Dieser Zu stand kann durch Impfen eines Wachstumsmediums auf eine
geeignete Platte durch Handkontakt und anschließendes Zählen der entstehenden inkubierten
Koloniebildung nachgewiesen werden. Es wird weithin angenommen,
dass das Vorhandensein von transienten Mikroorganismen und Residentflora
durch eine Kombination eines angemessenen Reinigungsmittels und
einem kräftigen
manuellen Waschen bedeutend reduziert werden kann. Ziel des vorliegenden
Experiments war es, die Wirksamkeit einer Handwaschtechnik unter
Verwendung einer Fluidoszillatordüse, wie vorstehend beschrieben,
mit derjenigen eines aggressiven manuellen chirurgischen Schrubbens
zu vergleichen. In dieser Studie wurde die Menge des Reinigungsmittels
unter Verwendung eines 4-prozentigen Chlorhexidingluconats in einer
Detergensbase konstant gehalten. Dieser Typ von Reinigungsmittel
wird durch die Association for Professionals in Infection Control
and Epidemiology, Inc. (APIC), Guideline for Handwashing and Hand
Antisepsis in Health Care Settings, stark empfohlen.
-
Wie
zu sehen ist, kann die Handwaschvorrichtung der vorliegenden Erfindung
genauso wirksam wie ein manuelles chirurgisches Schrubben der doppelten
Zeitdauer sein, ohne die begleitende Mühe und in geringerer Zeit.
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Fachleute
auf dem Gebiet werden anerkennen, dass die vorstehend beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen
in einer breiten Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können, beispielsweise
in/bei:
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GESUNDHEITSFÜRSORGE
-
- Operationssälen
in Krankenhäusern
- Wundtoilette bei Verbrennungspatienten
- Infusions-/Dialysecentern
- Medizinischen Kliniken
- Zahnarztpraxen
- Gesundheitsfürsorge-Einrichtungen
- Kommerziellen und Krankenhaus-Laboratorien
- Pflegeheimen
- Seniorenheim-Einrichtungen
- Tagespflege-Centern
- Notfallmedizin (EMS)
- Militärfeldlazaretten
- Militärische
Dekontamination (im Einsatz)
-
LEBENSMITTELVERARBEITENDE
INDUSTRIE
| Schnellrestaurants | Fleisch-
und Geflügelpacker |
| Restaurants | Supermärkte |
| Schulcafeterien | Hotels |
| Speiselieferanten | |
| Personen,
die mit Lebensmitteln umgehen, Lebensmittelverarbeiter, Fleischer | |
INDUSTRIE
| Elektronikmontagen | Ölbohrinseln |
| Industrielle
Reinräume | Erdölraffinerien |
| Chemiefabriken | Tankstellen |
| Kraftfahrzeug-
und Marine-Reparaturanlagen | |
VERBRAUCHER
| Verbraucherhaushalte | Besitzer
von Haustieren |
| Schönheitssalons | Autobahnraststätten |
TIERÄRZTE
| Tierkrankenhäuser | Tierärzte |
| Tierarztschulen | Tierpflege |